KR102474347B1 - Exhaust gas purification apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화장치는, 엔진의 배기가스를 정화시키도록 구비되는 배기가스 정화장치에 있어서, 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 통과하는 배기라인에 배치되며, 상기 배기가스에 포함된 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물을 포함하는 유해물질을 산화-환원 반응에 의해 무해한 성분으로 변화시키는 삼원촉매(three way catalyst, TWC), 상기 삼원촉매에 저장되는 산소 저장 용량(oxygen storage capacity, OSC)를 측정하는 산소센서, 및 연료차단(Fuel cut) 조건이 만족하는 경우, 연료차단을 시작하도록 제어하고, 상기 삼원촉매의 측정된 OSC를 이용해서 상기 연료차단의 종료 여부를 결정하는 제어부를 포함하고, 상기 삼원촉매는 코디얼라이트(cordierite) 담체 상에 제1 촉매층, 2 촉매층, 및 제3 촉매층이 상부로부터 적층되어 있고, 상기 제1 촉매층은 백금족 원소(Platinum Group Metals; PGM)를 산소 비저장(OSC-less) 물질에 담지하여 이루어지고, 상기 제2 촉매층은 Rh 또는 Pt를 산소 저장(OSC) 물질에 담지하여 이루어지고, 상기 제3 촉매층은 Pd 또는 Pt를 알루미나 기반 산화물이나 산소 저장 물질에 담지하여 이루어진다.An exhaust gas purifying device according to an embodiment of the present invention is an exhaust gas purifying device provided to purify exhaust gas of an engine, disposed in an exhaust line through which exhaust gas discharged from the engine passes, and A three way catalyst (TWC) that changes harmful substances including carbon monoxide, hydrocarbons, and nitrogen oxides contained in the oxygen storage capacity into harmless components through an oxidation-reduction reaction, and an oxygen storage capacity stored in the three way catalyst. OSC), and a control unit that controls to start fuel cut when a fuel cut condition is satisfied, and determines whether to end the fuel cut using the measured OSC of the three-way catalyst. In the three-way catalyst, a first catalyst layer, a second catalyst layer, and a third catalyst layer are stacked from above on a cordierite carrier, and the first catalyst layer contains platinum group metals (PGM) as oxygen. The second catalyst layer is made by supporting Rh or Pt in an oxygen storage (OSC) material, and the third catalyst layer is made by supporting Pd or Pt in an alumina-based oxide or oxygen storage material. It is made by supporting the material.

Description

배기가스 정화장치{EXHAUST GAS PURIFICATION APPARATUS}Exhaust gas purification device {EXHAUST GAS PURIFICATION APPARATUS}

본 발명은 배기가스 정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료 차단(fuel-cut) 후 삼원촉매의 산소 퍼지(O2 purge)시 발생되는 질소산화물(NOx) 배출 악화를 방지하기 위한 배기가스 정화장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas purifying device, and more particularly, to prevent deterioration of nitrogen oxide (NO x ) emissions generated during oxygen purging (O 2 purge) of a three-way catalyst after fuel-cutting. It's about the purifier.

최근, 자동차의 이용도가 증가하고 교통량이 증가함에 따라 배기 가스로 인한 대기오염의 문제가 심각한 사회문제로 대두되고 있다. Recently, as the use of automobiles and the amount of traffic increase, the problem of air pollution due to exhaust gas has emerged as a serious social problem.

따라서, 각국의 정부는 배기 가스 규제를 위하여 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx) 등의 배기 가스 내 오염물질에 대한 배출 기준을 정해놓고 있으며, 이러한 배기 가스 규제는 점차 강화되고 있다. Therefore, governments of each country set emission standards for pollutants in exhaust gas, such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NO x ), to regulate exhaust gas, and these exhaust gas regulations are gradually strengthened. It is becoming.

또한, 각 자동차 제조사들은 한층 강화되고 있는 배기 가스 규제에 효과적으로 대응하기 위하여 많은 노력을 기울이고 있으며, 신규 차량은 배기 가스 배출 기준에 맞추어 생산하고 있다. In addition, each automobile manufacturer is making great efforts to effectively respond to more stringent exhaust gas regulations, and new vehicles are being produced in accordance with exhaust gas emission standards.

특히, 자동차에서는 배기 가스 배출 기준을 충족시키기 위하여 귀금속이 담지된 삼원촉매 컨버터(three way catalyst converter)가 배기계에 장착되어 탄화수소의 분해, 일산화탄소의 산화, 및 질소산화물의 환원을 촉진시킨다. In particular, in automobiles, in order to meet exhaust gas emission standards, a three way catalyst converter loaded with noble metal is installed in an exhaust system to promote decomposition of hydrocarbons, oxidation of carbon monoxide, and reduction of nitrogen oxides.

그리고, 가솔린 차량은 연비 향상을 위하여 감속 시에 연료 주입을 차단하는 연료차단(Fuel cut)을 수행한다. 그리고, 연료차단을 종료한 이후에 삼원촉매가 산소로 포화되어 있으므로, 삼원촉매 상에 존재하는 산소를 제거하기 위하여 산소 퍼지(O2 purge)를 실시한다.In addition, a gasoline vehicle performs a fuel cut to block fuel injection during deceleration to improve fuel efficiency. And, since the three-way catalyst is saturated with oxygen after the fuel cutoff is completed, an oxygen purge (O 2 purge) is performed to remove oxygen present on the three-way catalyst.

하지만, 삼원 촉매는, 산소 퍼지 시에, 일시적으로 NOx를 저감시키지 못하고 유입되는 NOx를 그대로 배출하게 된다. 즉, 산소 퍼지 시에 배기가스는 리치(Rich) 상태이나, 삼원촉매 내에 존재하는 산소 저장 용량(oxygen storage capacity, OSC)에 의해 삼원촉매 자체는 연료차단 과정에서 저장된 산소에 의해 린(Lean)한 상태(산화 분위기)이므로, NOx 환원 성능이 떨어지고, 이에 따라 촉매 성능이 악화되는 어려움이 있었다.However, the three-way catalyst does not temporarily reduce NOx during oxygen purging and discharges the incoming NOx as it is. That is, during oxygen purging, the exhaust gas is in a rich state, but due to the oxygen storage capacity (OSC) present in the three-way catalyst, the three-way catalyst itself is lean by the oxygen stored in the fuel cutoff process. Since it is in a state (oxidizing atmosphere), NO x reduction performance is deteriorated, and accordingly, there is a difficulty in deteriorating catalytic performance.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 연료차단 이후 산소 퍼지 시에 NOx 슬립을 최소화하도록 산소 비저장(OSC-less) 물질을 포함하는 삼원촉매를 갖는 배기가스 정화장치를 제공하고자 한다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, and exhaust gas purification having a three-way catalyst containing an oxygen non-storage (OSC-less) material to minimize NO x slip during oxygen purging after fuel cutoff We want to provide you with a device.

본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화장치는, 엔진의 배기가스를 정화시키도록 구비되는 배기가스 정화장치에 있어서, 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 통과하는 배기라인에 배치되며, 상기 배기가스에 포함된 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물을 포함하는 유해물질을 산화-환원 반응에 의해 무해한 성분으로 변화시키는 삼원촉매(three way catalyst, TWC), 상기 삼원촉매에 저장되는 산소 저장 용량(oxygen storage capacity, OSC)를 측정하는 산소센서, 및 연료차단(Fuel cut) 조건이 만족하는 경우, 연료차단을 시작하도록 제어하고, 상기 삼원촉매의 측정된 OSC를 이용해서 상기 연료차단의 종료 여부를 결정하는 제어부를 포함하고, 상기 삼원촉매는 코디얼라이트(cordierite) 담체 상에 제1 촉매층, 2 촉매층, 및 제3 촉매층이 상부로부터 적층되어 있고, 상기 제1 촉매층은 백금족 원소(Platinum Group Metals; PGM)를 산소 비저장(OSC-less) 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성되고, 상기 제2 촉매층은 Rh 또는 Pt를 산소 저장(OSC) 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성되고, 상기 제3 촉매층은 Pd 또는 Pt를 알루미나 기반 산화물이나 산소 저장 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성된다.An exhaust gas purifying device according to an embodiment of the present invention is an exhaust gas purifying device provided to purify exhaust gas of an engine, disposed in an exhaust line through which exhaust gas discharged from the engine passes, and A three way catalyst (TWC) that changes harmful substances including carbon monoxide, hydrocarbons, and nitrogen oxides contained in the oxygen storage capacity into harmless components through an oxidation-reduction reaction, and an oxygen storage capacity stored in the three way catalyst. OSC), and a control unit that controls to start fuel cut when a fuel cut condition is satisfied, and determines whether to end the fuel cut using the measured OSC of the three-way catalyst. In the three-way catalyst, a first catalyst layer, a second catalyst layer, and a third catalyst layer are stacked from above on a cordierite carrier, and the first catalyst layer contains platinum group metals (PGM) as oxygen. The second catalyst layer is formed of a material formed by supporting an OSC-less material, the second catalyst layer is formed of a material formed by supporting Rh or Pt on an oxygen storage (OSC) material, and the third catalyst layer includes Pd or Pt. It is formed of a material formed by supporting an alumina-based oxide or an oxygen storage material.

상기 제1 촉매층의 백금족 원소는 Rh, Pd, Pt, Rh-Pt 중 어느 하나일 수 있다.The platinum group element of the first catalyst layer may be any one of Rh, Pd, Pt, and Rh-Pt.

상기 산소 비저장 물질은, ZrO2, Al2O3, SiO2, La2O3, Y2O3, 페로브스카이트, 스피넬(spinel) 복합 산화물 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 구성된 물질일 수 있다. The oxygen non-storage material may be a material composed of any one or a combination of ZrO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , perovskite, and spinel complex oxide. can

상기 산소 비저장 물질은 산소 저장 용량이 100μmol-O2/g-cat 이하일 수 있다.The oxygen non-storage material may have an oxygen storage capacity of 100 μmol-O 2 /g-cat or less.

상기 제1 촉매층은 2μm 이상 20μm 이하의 두께를 가질 수 있다.The first catalyst layer may have a thickness of 2 μm or more and 20 μm or less.

상기 제1 촉매층은 상기 제2 촉매층 상에 와시코팅되어 이루어질 수 있다.The first catalyst layer may be wash-coated on the second catalyst layer.

상기 와시코팅은 코팅성 개선을 위해 보에마이트, 알루미나졸, 수산화바륨 중 하나를 이용하여 이루어질 수 있다.The wash coating may be performed using one of boehmite, alumina sol, and barium hydroxide to improve coating properties.

상기 와시코팅 양은 10 내지 40g/L 로 이루어질 수 있다.The wash coating amount may be 10 to 40 g/L.

상기 제1 촉매층의 백금족 원소가 0.01 내지 1.0g/L 로 이루어질 수 있다.The platinum group element of the first catalyst layer may be made of 0.01 to 1.0 g/L.

상기 제1 촉매층의 Rh는 0.01 내지 0.5g/L 로 이루어질 수 있다.Rh of the first catalyst layer may be made of 0.01 to 0.5g/L.

상기 제1 촉매층의 Pt는 0.03 내지 1.0g/L 로 이루어질 수 있다.Pt of the first catalyst layer may be made of 0.03 to 1.0g/L.

상기 제1 촉매층의 Pd는 0.03 내지 1.0g/L 로 이루어질 수 있다.Pd of the first catalyst layer may be made of 0.03 to 1.0g/L.

상기 제1 촉매층의 Rh-Pt 는 0.3 내지 1.0g/L 로 이루어지고, 그 혼합 비율은 1:5 내지 5:1 로 이루어질 수 있다.The Rh-Pt content of the first catalyst layer may be 0.3 to 1.0 g/L, and the mixing ratio may be 1:5 to 5:1.

상기 삼원촉매는, 상기 코디얼라이트(cordierite) 담체와 상기 제3 촉매층 사이에, HC 를 트랩(trap)할 수 있는 제올라이트(zeolite) 기반 촉매를 더 포함할 수 있다. The three-way catalyst may further include a zeolite-based catalyst capable of trapping HC between the cordierite carrier and the third catalyst layer.

상기 제올라이트 기반 촉매는 제올라이트가 20 내지 100g/L 로 이루어질 수 있다.The zeolite-based catalyst may be composed of 20 to 100 g/L of zeolite.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화장치는, 엔진의 배기가스를 정화시키도록 구비되는 배기가스 정화장치에 있어서, 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 통과하는 배기라인에 배치되며, 상기 배기가스에 포함된 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물을 포함하는 유해물질을 산화-환원 반응에 의해 무해한 성분으로 변화시키는 삼원촉매(three way catalyst, TWC)와, 상기 삼원촉매에 저장되는 산소 저장 용량(oxygen storage capacity, OSC)를 측정하는 산소센서, 및 연료차단(Fuel cut) 조건이 만족하는 경우, 연료차단을 시작하도록 제어하고, 상기 삼원촉매의 측정된 OSC를 이용해서 상기 연료차단의 종료 여부를 결정하는 제어부를 포함하고, 상기 삼원촉매는 코디얼라이트(cordierite) 담체 상에 제1 촉매층 및 2 촉매층이 상부로부터 적층되어 있고, 상기 제1 촉매층은 백금족 원소(Platinum Group Metals; PGM)를 산소 비저장(OSC-less) 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성되고, 상기 제2 촉매층은 Pd를 알루미나 기반 산화물에 담지하여 이루어진 물질로 형성되거나, Pd를 알루미나 기반 산화물에 담지하여 이루어진 물질과 Rh를 산소 저장 물질에 담지하여 이루어지는 물질의 혼합에 의해 형성된다.On the other hand, in the exhaust gas purifying device according to an embodiment of the present invention, in the exhaust gas purifying device provided to purify the exhaust gas of the engine, it is disposed in the exhaust line through which the exhaust gas discharged from the engine passes, A three-way catalyst (TWC) that changes harmful substances including carbon monoxide, hydrocarbons, and nitrogen oxides contained in exhaust gas into harmless components through an oxidation-reduction reaction, and an oxygen storage capacity stored in the three-way catalyst (oxygen storage capacity (OSC), and if a fuel cut condition is satisfied, control to start fuel cut, and determine whether to end the fuel cut using the measured OSC of the three-way catalyst. The three-way catalyst includes a first catalyst layer and a second catalyst layer stacked from the top on a cordierite carrier, and the first catalyst layer stores platinum group metals (PGM) as oxygen non-storage. (OSC-less) material, and the second catalyst layer is formed of a material formed by supporting Pd on an alumina-based oxide, or a material formed by supporting Pd on an alumina-based oxide and Rh as an oxygen storage material. It is formed by mixing of substances formed supported on.

상기 제1 촉매층의 백금족 원소는 Rh, Pd, Pt, Rh-Pt 중 어느 하나일 수 있다.The platinum group element of the first catalyst layer may be any one of Rh, Pd, Pt, and Rh-Pt.

상기 산소 비저장 물질은 ZrO2, Al2O3, SiO2, La2O3, Y2O3, 페로브스카이트, 스피넬(spinel) 복합 산화물 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 구성된 물질일 수 있다.The oxygen non-storage material may be a material composed of any one or a combination of ZrO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , perovskite, and spinel complex oxide. have.

상기 산소 비저장 물질은 산소저장 용량이 50μmol-O2/g-cat 이하일 수 있다.The oxygen non-storage material may have an oxygen storage capacity of 50 μmol-O 2 /g-cat or less.

상기 제1 촉매층은 20μm 이상 100μm 이하의 두께를 가질 수 있다.The first catalyst layer may have a thickness of 20 μm or more and 100 μm or less.

본 발명에 따르면, 연료차단 후 삼원촉매의 산소 퍼지시 발생되는 NOx 슬립을 최소화하고, 삼원촉매의 성능을 개선하여 배기가스의 정화 성능을 향상시킬 수 있는 환경을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide an environment capable of improving exhaust gas purifying performance by minimizing NO x slip generated during oxygen purging of the three-way catalyst after fuel cutoff and improving the performance of the three-way catalyst.

또한, 산소 퍼지 직후 산소 비저장 물질 촉매가 NOx를 제거하고, 이후 기존 구조의 삼원촉매가 NOx를 제거하도록 함으로써, 산소 퍼지 초기 발생하는 미정화 NOx를 효과적으로 제거할 수 있다.In addition, since the oxygen non-storage material catalyst removes NOx immediately after oxygen purging and the three-way catalyst of the existing structure removes NOx , unpurified NOx generated in the initial stage of oxygen purging can be effectively removed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼원촉매의 성능을 개선하기 배기가스 정화장치의 구조를 간략히 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3층 구조의 삼원촉매의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 삼원촉매의 최상층이 백금족 원소로 이루어진 물질로 형성된 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 4층 구조의 삼원촉매의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 삼원촉매의 최상층이 백금족 원소로 이루어진 물질로 형성된 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 2층 구조의 삼원촉매의 제2 촉매층이 Pd를 알루미나 기반 산화물에 담지하여 이루어진 물질로 형성된 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 2층 구조의 삼원촉매의 제2 촉매층이 Pd를 알루미나 기반 산화물에 담지하여 이루어진 물질과 Rh를 산소 저장 물질에 담지하여 이루어지는 물질의 혼합에 의해 형성된 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a schematic diagram showing the structure of an exhaust gas purification device for improving the performance of a three-way catalyst according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view of a three-layer three-way catalyst according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view schematically showing an example in which an uppermost layer of a three-way catalyst is formed of a material made of a platinum group element according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of a three-way catalyst having a four-layer structure according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view schematically illustrating an example in which an uppermost layer of a three-way catalyst is formed of a material made of a platinum group element according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view schematically illustrating an example in which a second catalyst layer of a two-layer three-way catalyst is formed of a material formed by supporting Pd on an alumina-based oxide according to an embodiment of the present invention.
7 illustrates an example in which the second catalyst layer of the two-layer three-way catalyst according to an embodiment of the present invention is formed by mixing a material formed by supporting Pd on an alumina-based oxide and a material formed by supporting Rh on an oxygen storage material. It is a schematic cross-section.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예들에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In addition, in various embodiments, components having the same configuration are representatively described in one embodiment using the same reference numerals, and only configurations different from one embodiment will be described in other embodiments.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며, 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고, 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수도 있다.It is advised that the drawings are schematic and not drawn to scale. Relative dimensions and proportions of parts in the drawings are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the drawings, and any dimensions are illustrative only and not limiting. In addition, the same reference numerals are used to indicate similar features in the same structure, element or part appearing in two or more drawings. When a part is referred to as being “on” or “on” another part, it may be directly on the other part or may have other parts intervening therebetween.

본 발명의 실시예는 본 발명의 한 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.An embodiment of the present invention specifically represents one embodiment of the present invention. As a result, various variations of the diagram are expected. Therefore, the embodiment is not limited to the specific shape of the illustrated area, and includes, for example, modification of the shape by manufacturing.

이하, 첨부된 도면을 참조로, 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 정화장치를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an exhaust gas purifying device according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼원촉매의 성능을 개선하기 배기가스 정화장치의 구조를 간략히 도시한 도면이다. 이때, 배기가스 정화장치는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.1 is a schematic diagram showing the structure of an exhaust gas purification device for improving the performance of a three-way catalyst according to an embodiment of the present invention. At this time, the exhaust gas purifying device only shows schematic configurations necessary for explanation according to the embodiment of the present invention, but is not limited to these configurations.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 정화장치는 엔진(100), 연소실(102), 인젝터(104), 배기라인(110), 삼원촉매(three way catalyst, TWC)(120), 람다센서(130), 온도센서(140), 산소센서(150) 및 제어부(160)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , an exhaust gas purification device according to an embodiment of the present invention includes an engine 100, a combustion chamber 102, an injector 104, an exhaust line 110, and a three way catalyst (TWC) 120 ), a lambda sensor 130, a temperature sensor 140, an oxygen sensor 150, and a controller 160.

외기가 상기 엔진(100)의 상기 연소실(102)로 공급되고, 인젝터(104)는 연소실(102)로 연료를 설정된 시점에 설정된 양을 분사하고, 연소된 배기가스는 배기라인(110)의 삼원촉매(120)를 거쳐서 외부로 배출된다.Outside air is supplied to the combustion chamber 102 of the engine 100, the injector 104 injects a set amount of fuel into the combustion chamber 102 at a set time, and the burned exhaust gas is discharged through the exhaust line 110 It passes through the catalyst 120 and is discharged to the outside.

삼원촉매(120)는 엔진(100)에서 배출되는 배기가스가 통과하는 배기라인(110)에 배치되며, 배기가스에 포함된 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물을 포함하는 유해물질을 산화-환원 반응에 의해 무해한 성분으로 변화시킨다. The three-way catalyst 120 is disposed in the exhaust line 110 through which the exhaust gas discharged from the engine 100 passes, and removes harmful substances including carbon monoxide, hydrocarbons, and nitrogen oxides contained in the exhaust gas through an oxidation-reduction reaction. change to a harmless substance.

람다센서(130)는 배기라인(110)을 지나는 배기가스의 람다값을 감지하고, 이 신호를 제어부(160)로 송부하며, 제어부(160)는 람다값을 이용하여 인젝터(104)를 제어할 수 있고, 인젝터(104)의 연료차단 상태 등을 판단할 수 있다.The lambda sensor 130 detects the lambda value of the exhaust gas passing through the exhaust line 110 and sends this signal to the controller 160, and the controller 160 controls the injector 104 using the lambda value. It is possible to determine the fuel cutoff state of the injector 104.

온도 센서(140)는 삼원촉매(120)의 전단 또는 후단에 배치되며, 배기가스의 온도 또는 삼원촉매(120)의 촉매 온도를 측정하고, 측정된 온도 정보를 제어부(160)에 제공한다.The temperature sensor 140 is disposed before or after the three-way catalyst 120, measures the temperature of the exhaust gas or the catalyst temperature of the three-way catalyst 120, and provides the measured temperature information to the control unit 160.

또한, 산소센서(150)는 삼원촉매(120)의 산소 저장 용량(oxygen storage capacity, 이하 OSC)을 측정하여 측정된 산소 저장 용량 정보를 제어부(160)에 제공한다. 여기서, 산소센서(150)는 삼원촉매(120)에 배치되는 것으로 설명하였으나, 산소센서(150)는 삼원촉매(120)의 전단 또는 후단에 배치될 수도 있으며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the oxygen sensor 150 measures the oxygen storage capacity (OSC) of the three-way catalyst 120 and provides the measured oxygen storage capacity information to the control unit 160 . Here, the oxygen sensor 150 has been described as being disposed in the three-way catalyst 120, but the oxygen sensor 150 may be disposed at the front or rear end of the three-way catalyst 120, and the scope of the present invention is not limited thereto. not.

한편, OSC는 화학흡착법, 모의활성평가장치, 엔진, 차량 등을 활용하여 측정될 수 있으며, 차량 운행중의 OSC는 차량 장착 상태에서 측정될 수 있다.Meanwhile, OSC may be measured using a chemical adsorption method, a simulated activity evaluation device, an engine, a vehicle, and the like, and OSC during vehicle operation may be measured while mounted on a vehicle.

제어부(160)는 온도 센서(140)에서 측정된 온도 정보를 이용해 삼원촉매(120)의 열부하를 계산하고, 상기 열부하에 따른 OSC의 변화량을 이용해서 산소 퍼지 기간을 제어할 수 있다. The control unit 160 may calculate the heat load of the three-way catalyst 120 using the temperature information measured by the temperature sensor 140 and control the oxygen purge period using the change in OSC according to the heat load.

이러한 목적을 위하여, 제어부(160)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 정화장치의 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.For this purpose, the controller 160 may be implemented as one or more processors that operate according to a set program, and the set program is programmed to perform each step of the control method of the exhaust gas purifier according to an embodiment of the present invention. it may have been

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3층 구조의 삼원촉매의 개략적인 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 삼원촉매의 최상층이 백금족 원소로 이루어진 물질로 형성된 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a three-way catalyst having a three-layer structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an example in which the uppermost layer of the three-way catalyst is formed of a material made of a platinum group element according to an embodiment of the present invention. is a cross-section shown in

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼원촉매는 3층 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 삼원촉매는 코디얼라이트 담체 상에, 제1 촉매층, 제2 촉매층, 및 제3 촉매층이 상부로부터 차례로 적층될 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 3 , the three-way catalyst according to an embodiment of the present invention may have a three-layer structure. That is, in the three-way catalyst, the first catalyst layer, the second catalyst layer, and the third catalyst layer may be sequentially stacked from the top on the cordierite carrier.

제1 촉매층은 백금족 원소(Platinum Group Metals; PGM)를 산소 비저장(OSC-less) 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성될 수 있다. The first catalyst layer may be formed of a material formed by supporting platinum group metals (PGM) in an oxygen non-storage (OSC-less) material.

제2 촉매층은 Rh 또는 Pt를 산소 저장(OSC) 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성될 수 있다. 이 때, 산소 저장 물질은 CeO2, Ce 기반 혼합 산화물(예를 들어, CeO2-ZrO2를 기본으로 La, Pr, Nd 등이 첨가된 복합산화물), 또는 ZrO2에 Pr이 첨가된 물질일 수 있다.The second catalyst layer may be formed of a material formed by supporting Rh or Pt in an oxygen storage (OSC) material. At this time, the oxygen storage material may be CeO 2 , a Ce-based mixed oxide (eg, a composite oxide in which La, Pr, Nd, etc. are added to CeO 2 -ZrO 2 based), or a material in which Pr is added to ZrO 2 can

그리고, 제3 촉매층은 Pd 또는 Pt를 알루미나 기반 산화물이나 산소 저장 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성될 수 있다. 이 때, 알루미나 기반 산화물은 Al2O3 를 기본으로 La, Zr, Ba 등이 첨가된 복합산화물일 수 있다.And, the third catalyst layer may be formed of a material formed by supporting Pd or Pt on an alumina-based oxide or oxygen storage material. In this case, the alumina-based oxide may be a composite oxide in which La, Zr, Ba, etc. are added based on Al 2 O 3 .

제1 촉매층은 약 2μm 이상 약 20μm 이하의 두께를 가지도록 형성될 수 있고, 바람직하게는, 약 5μm 이상 약 10μm 이하의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. The first catalyst layer may have a thickness of about 2 μm or more and about 20 μm or less, preferably, a thickness of about 5 μm or more and about 10 μm or less.

한편, 제1 촉매층의 백금족 원소는 약 0.01 내지 약 1.0g/L의 밀도를 가지도록 형성될 수 있다. Meanwhile, the platinum group element of the first catalyst layer may be formed to have a density of about 0.01 g/L to about 1.0 g/L.

한편, 제1 촉매층의 백금족 원소는 Rh, Pd, Pt, Rh-Pt 중 어느 하나일 수 있다. Meanwhile, the platinum group element of the first catalyst layer may be any one of Rh, Pd, Pt, and Rh-Pt.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 촉매층은, Rh를 산소 비저장 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성될 수 있다. 이 때, Rh는 약 0.01 내지 약 0.5g/L 의 밀도로 이루어질 수 있다. As shown in (a) of FIG. 3 , the first catalyst layer may be formed of a material formed by supporting Rh in an oxygen non-storing material. At this time, Rh may have a density of about 0.01 to about 0.5 g/L.

또한, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 촉매층은, Pd를 산소 비저장 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성될 수 있다. 이 때, Pd는 약 0.03 내지 약 1.0g/L 의 밀도로 이루어질 수 있다.In addition, as shown in (b) of FIG. 3 , the first catalyst layer may be formed of a material formed by supporting Pd in an oxygen non-storing material. At this time, Pd may have a density of about 0.03 to about 1.0 g/L.

또한, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 제1 촉매층은, Pt를 산소 비저장 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성될 수 있다. 이 때, Pt는 약 0.03 내지 약 1.0g/L 의 밀도로 이루어질 수 있다.Also, as shown in (c) of FIG. 3 , the first catalyst layer may be formed of a material formed by supporting Pt in an oxygen non-storing material. At this time, Pt may have a density of about 0.03 to about 1.0 g/L.

또한, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 제1 촉매층은, Rh-Pt 를 산소 비저장 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성될 수 있다. 이 때, Rh-Pt 는 약 0.3 내지 약 1.0g/L 의 밀도로 이루어질 수 있고, 그 혼합 비율은 약 1:5 내지 약 5:1로 이루어질 수 있다. In addition, as shown in (d) of FIG. 3, the first catalyst layer may be formed of a material formed by supporting Rh-Pt in an oxygen non-storage material. At this time, Rh-Pt may have a density of about 0.3 to about 1.0 g/L, and a mixing ratio thereof may be about 1:5 to about 5:1.

한편, 산소 비저장 물질은 ZrO2, Al2O3, SiO2, La2O3, Y2O3, 페로브스카이트, 스피넬(spinel) 복합 산화물 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 구성된 물질일 수 있다. Meanwhile, the oxygen non-storage material may be a material composed of any one or a combination of ZrO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , perovskite, and spinel complex oxide. can

이 때, 산소 비저장 물질은 산소저장 용량이 약 100μmol-O2/g-cat 이하일 수 있고, 바람직하게는, 약 50μmol-O2/g-cat 이하일 수 있다. In this case, the oxygen non-storage material may have an oxygen storage capacity of about 100 μmol-O 2 /g-cat or less, and preferably about 50 μmol-O 2 /g-cat or less.

도 3에서는, 제2 촉매층이 Rh를 산소 저장 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성되고, 제3 촉매층이 Pd를 알루미나 기반 산화물에 담지하여 이루어진 물질로 형성된 예를 도시하였으나, 제2 촉매층이 Pt를 산소 저장 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성될 수 있으며, 제3 촉매층이 Pd를 산소 저장 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성되거나, Pt를 알루미나 기반 산화물이나 산소 저장 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성될 수도 있다.In FIG. 3, an example is shown in which the second catalyst layer is formed of a material formed by supporting Rh on an oxygen storage material and the third catalyst layer is formed of a material formed by supporting Pd on an alumina-based oxide. It may be formed of a material supported on a storage material, and the third catalyst layer may be formed of a material formed by supporting Pd on an oxygen storage material, or may be formed of a material formed by supporting Pt on an alumina-based oxide or an oxygen storage material. .

한편, 제1 촉매층은 제2 촉매층 상에 와시코팅(washcoating)되어 이루어질 수 있다. Meanwhile, the first catalyst layer may be formed by washing coating on the second catalyst layer.

이 때, 와시코팅은 코팅성 개선을 위해 보에마이트, 알루미나졸, 수산화바륨 중 하나를 이용하여 이루어질 수 있다. At this time, the wash coating may be performed using one of boehmite, alumina sol, and barium hydroxide to improve coating properties.

또한, 와시코팅 양은 약 10 내지 약 40g/L 의 밀도로 이루어질 수 있다.In addition, the wash coating amount may be made at a density of about 10 to about 40 g/L.

본 발명에서, 백금족 원소를 산소 비저장 물질에 담지하여 이루어진 제1 코팅층을 최상층에 와시코팅함으로써, 연료 차단 이후 산소 퍼지 직후 슬립되는 NOx를 저감시킬 수 있다. 제1 촉매층은 산소퍼지 초기에는 리치한 상태의 배기가스에서 NOx, HC, 및 CO가 반응이 이루어져 NOx를 제거하고, 이후, 미반응된 HC와 CO가 제1 촉매층 아래의 제2 촉매층 및 제3 촉매층으로 전달된다. In the present invention, by wash-coating the first coating layer formed by carrying a platinum group element in an oxygen non-storing material as the uppermost layer, it is possible to reduce NOx slipped immediately after oxygen purging after fuel cutoff. In the first catalyst layer, NO x , HC, and CO react in the exhaust gas in a rich state at the beginning of the oxygen purge to remove NO x , and then unreacted HC and CO are removed from the second catalyst layer under the first catalyst layer and transferred to the third catalyst layer.

HC와 CO가 제1 촉매층 아래로 원활하게 전달되어야 하므로, 제1 촉매층은 약 2μm 이상 약 20μm 이하의 두께, 바람직하게는 약 5μm 이상 약 10μm 이하의 두께로 제2 촉매층 상에 와시코팅될 수 있다.Since HC and CO must be smoothly transferred under the first catalyst layer, the first catalyst layer can be wash-coated on the second catalyst layer with a thickness of about 2 μm or more and about 20 μm or less, preferably about 5 μm or more and about 10 μm or less. .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 4층 구조의 삼원촉매의 개략적인 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 삼원촉매의 최상층이 백금족 원소로 이루어진 물질로 형성된 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a three-way catalyst having a four-layer structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an example in which the uppermost layer of the three-way catalyst is formed of a material made of a platinum group element according to an embodiment of the present invention. is a cross-section shown in

도 4 및 도 5를 참조하면, 삼원촉매는 코디얼라이트(cordierite) 담체와 제3 촉매층 사이에, HC 를 트랩(Trap) 할 수 있는 제올라이트(zeolite) 기반 촉매를 더 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 4 and 5 , the three-way catalyst may further include a zeolite-based catalyst capable of trapping HC between the cordierite carrier and the third catalyst layer.

제올라이트 기반 촉매는 제올라이트가 약 20 내지 약 100g/L 의 밀도로 이루어질 수 있다.Zeolite-based catalysts may consist of zeolites at a density of about 20 to about 100 g/L.

도 5의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 제1 촉매층은, 백금족 원소로 Rh, Pd, Pt, Rh-Pt를 산소 비저장 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성되고, 제2 촉매층이 Rh를 산소 저장 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성되고, 제3 촉매층이 Pd를 알루미나 기반 산화물에 담지하여 이루어진 물질로 형성되며, 제올라이트(zeolite) 기반 촉매가 코디얼라이트 담체 상에 배치될 수 있다.As shown in (a) to (d) of FIG. 5, the first catalyst layer is formed of a material formed by supporting oxygen non-storage material with Rh, Pd, Pt, and Rh-Pt as platinum group elements, and the second catalyst layer The Rh is formed of a material supported on an oxygen storage material, the third catalyst layer is formed of a material formed by supporting Pd on an alumina-based oxide, and a zeolite-based catalyst may be disposed on a cordierite carrier. .

도 5에서, 제2 촉매층이 Rh를 산소 저장 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성되고, 제3 촉매층이 Pd를 알루미나 기반 산화물에 담지하여 이루어진 물질로 형성된 예를 도시하였으나, 제2 촉매층이 Pt를 산소 저장물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성될 수 있으며, 제3 촉매층이 Pd를 산소 저장 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성되거나, Pt를 알루미나 기반 산화물이나 산소 저장 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성될 수도 있다.In FIG. 5, an example is shown in which the second catalyst layer is formed of a material formed by supporting Rh on an oxygen storage material and the third catalyst layer is formed of a material formed by supporting Pd on an alumina-based oxide. It may be formed of a material supported on a storage material, and the third catalyst layer may be formed of a material formed by supporting Pd on an oxygen storage material, or may be formed of a material formed by supporting Pt on an alumina-based oxide or an oxygen storage material. .

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼원 촉매는 2층 구조로 이루어질 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 2층 구조의 삼원촉매의 제2 촉매층이 Pd를 알루미나 기반 산화물에 담지하여 이루어진 물질로 형성된 예를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 2층 구조의 삼원촉매의 제2 촉매층이 Pd를 알루미나 기반 산화물에 담지하여 이루어진 물질과 Rh를 산소 저장 물질에 담지하여 이루어지는 물질의 혼합에 의해 형성된 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.Meanwhile, the three-way catalyst according to an embodiment of the present invention may have a two-layer structure. 6 is a cross-sectional view schematically showing an example in which the second catalyst layer of a two-layer three-way catalyst is formed of a material formed by supporting Pd on an alumina-based oxide according to an embodiment of the present invention. FIG. A cross-sectional view schematically showing an example in which the second catalyst layer of the two-layer three-way catalyst according to the embodiment is formed by mixing a material formed by supporting Pd on an alumina-based oxide and a material formed by supporting Rh on an oxygen storage material.

도 6에 도시된 바와 같이, 삼원촉매는 코디얼라이트(cordierite) 담체 상에 제1 촉매층 및 2 촉매층이 상부로부터 적층되어 있고, 제1 촉매층은 백금족 원소(Platinum Group Metals; PGM)를 산소 비저장(OSC-less) 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성될 수 있다. 또한, 제2 촉매층은 Pd를 알루미나 기반 산화물에 담지하여 이루어진 물질로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 6, the three-way catalyst has a first catalyst layer and a second catalyst layer stacked from the top on a cordierite carrier, and the first catalyst layer stores platinum group metals (PGM) as oxygen non-storage. (OSC-less) It can be formed of a material formed by being supported on a material. In addition, the second catalyst layer may be formed of a material formed by supporting Pd on an alumina-based oxide.

이 때, 제1 촉매층의 백금족 원소는 Rh, Pd, Pt, Rh-Pt 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 산소 비저장 물질은 ZrO2, Al2O3, SiO2, La2O3, Y2O3, 페로브스카이트, 스피넬(spinel) 복합 산화물 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 구성된 물질일 수 있다. In this case, the platinum group element of the first catalyst layer may be any one of Rh, Pd, Pt, and Rh-Pt. In addition, the oxygen non-storage material may be a material composed of any one or a combination of ZrO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , perovskite, and spinel complex oxide. can

산소 비저장 물질은 산소저장 용량이 약 100μmol-O2/g-cat 이하일 수 있으며, 바람직하게는, 약 50μmol-O2/g-cat 이하일 수 있다. 또한, 제1 촉매층은 20μm 이상 100μm 이하의 두께를 가질 수 있다. The oxygen non-storage material may have an oxygen storage capacity of about 100 μmol-O 2 /g-cat or less, preferably about 50 μmol-O 2 /g-cat or less. In addition, the first catalyst layer may have a thickness of 20 μm or more and 100 μm or less.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 촉매층은 Pd를 알루미나 기반 산화물에 담지하여 이루어진 물질과 Rh를 산소 저장 물질에 담지하여 이루어지는 물질의 혼합에 의해 형성될 수 있다. Also, as shown in FIG. 7 , the second catalyst layer may be formed by mixing a material formed by supporting Pd on an alumina-based oxide and a material formed by supporting Rh on an oxygen storage material.

한편, 상기 설명한 삼원촉매의 구조는 장착 위치에 따라서, MCC(Manifolder Catalytic Converter), WCC(Warm Up Catalytic Converter), CCC(Closed Coupled Catalytic Converter), UCC(Under Floor Catalytic Converter)의 구조로서 적용될 수 있으며, 엔진과 멀리 떨어진 UCC 보다는 엔진과 가까운 MCC, WCC, CCC의 구조로 적용되는 것이 바람직하다.On the other hand, the structure of the three-way catalyst described above can be applied as a structure of MCC (Manifolder Catalytic Converter), WCC (Warm Up Catalytic Converter), CCC (Closed Coupled Catalytic Converter), UCC (Under Floor Catalytic Converter) according to the mounting position, However, it is preferable to apply the structure of MCC, WCC, and CCC close to the engine rather than UCC far from the engine.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화장치는, 연료차단 후 삼원촉매의 산소 퍼지시 발생되는 NOx 슬립을 최소화하고, 삼원촉매의 성능을 개선하여 배기가스의 정화 성능을 향상시킬 수 있는 환경을 제공할 수 있다.As such, the exhaust gas purifying device according to an embodiment of the present invention minimizes NO x slip generated when oxygen purging of the three-way catalyst after fuel is cut off, and improves the performance of the three-way catalyst to improve exhaust gas purification performance. environment can be provided.

또한, 산소 퍼지 직후 산소 비저장 물질 촉매가 NOx를 제거하고, 이후 기존 구조의 삼원촉매가 NOx를 제거하도록 함으로써, 산소 퍼지 초기 발생하는 미정화 NOx를 효과적으로 제거할 수 있다.In addition, since the oxygen non-storage material catalyst removes NOx immediately after oxygen purging and the three-way catalyst of the existing structure removes NOx , unpurified NOx generated in the initial stage of oxygen purging can be effectively removed.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and is easily changed from the embodiments of the present invention by a person skilled in the art to which the present invention belongs, so that the same It includes all changes within the scope recognized as appropriate.

100: 엔진 102: 연소실
104: 인젝터 110: 배기라인
120: 삼원촉매 130: 람다센서
140: 온도센서 150: 산소센서
160: 제어부100: engine 102: combustion chamber
104: injector 110: exhaust line
120: three-way catalyst 130: lambda sensor
140: temperature sensor 150: oxygen sensor
160: control unit

Claims (20)

엔진의 배기가스를 정화시키도록 구비되는 배기가스 정화장치에 있어서,
상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 통과하는 배기라인에 배치되며, 상기 배기가스에 포함된 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물을 포함하는 유해물질을 산화-환원 반응에 의해 무해한 성분으로 변화시키는 삼원촉매(three way catalyst, TWC),
상기 삼원촉매에 저장되는 산소 저장 용량(oxygen storage capacity, OSC)를 측정하는 산소센서, 및
연료차단(Fuel cut) 조건이 만족하는 경우, 연료차단을 시작하도록 제어하고, 상기 삼원촉매의 측정된 OSC를 이용해서 상기 연료차단의 종료 여부를 결정하는 제어부를 포함하고,
상기 삼원촉매는 코디얼라이트(cordierite) 담체 상에 제1 촉매층, 제2 촉매층, 및 제3 촉매층이 상부로부터 적층되어 있고,
상기 제1 촉매층은 백금족 원소(Platinum Group Metals; PGM)를 산소 비저장(OSC-less) 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성되고,
상기 제2 촉매층은 Rh 또는 Pt를 산소 저장(OSC) 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성되고,
상기 제3 촉매층은 Pd 또는 Pt를 알루미나 기반 산화물이나 산소 저장 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성되고,
상기 제1 촉매층은 상기 제2 촉매층 상에 와시코팅되어 이루어지고,
상기 와시코팅은 코팅성 개선을 위해 보에마이트 또는 수산화바륨 중 하나를 이용하여 이루어지며,
상기 와시코팅 양은 10 내지 40g/L 로 이루어지는 배기가스 정화장치.An exhaust gas purifying device provided to purify exhaust gas of an engine,
A three-way catalyst disposed in an exhaust line through which the exhaust gas discharged from the engine passes and converting harmful substances including carbon monoxide, hydrocarbons, and nitrogen oxides contained in the exhaust gas into harmless components through an oxidation-reduction reaction. catalyst, TWC),
An oxygen sensor for measuring oxygen storage capacity (OSC) stored in the three-way catalyst, and
When a fuel cut condition is satisfied, a control unit controls to start fuel cut and determines whether to end the fuel cut using the measured OSC of the three-way catalyst;
The three-way catalyst has a first catalyst layer, a second catalyst layer, and a third catalyst layer stacked from above on a cordierite carrier,
The first catalyst layer is formed of a material formed by supporting platinum group metals (PGM) on an oxygen non-storage (OSC-less) material,
The second catalyst layer is formed of a material formed by supporting Rh or Pt in an oxygen storage (OSC) material,
The third catalyst layer is formed of a material formed by supporting Pd or Pt on an alumina-based oxide or oxygen storage material,
The first catalyst layer is wash-coated on the second catalyst layer,
The wash coating is performed using either boehmite or barium hydroxide to improve coating properties,
The exhaust gas purifying device wherein the amount of the washi coating is 10 to 40 g/L. 제 1 항에서,
상기 제1 촉매층의 백금족 원소는 Rh, Pd, Pt, Rh-Pt 중 어느 하나인 배기가스 정화장치.In claim 1,
The platinum group element of the first catalyst layer is any one of Rh, Pd, Pt, and Rh-Pt exhaust gas purifier. 제 1 항에서,
상기 산소 비저장 물질은 ZrO2, Al2O3, SiO2, La2O3, Y2O3, 페로브스카이트, 스피넬(spinel) 복합 산화물 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 구성된 물질인 배기가스 정화장치.In claim 1,
The oxygen non-storage material is an exhaust material composed of any one or a combination of ZrO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , perovskite, and spinel composite oxide. gas purifier. 제 1 항에서,
상기 산소 비저장 물질은 산소저장 용량이 100μmol-O2/g-cat 이하인 배기가스 정화장치.In claim 1,
The oxygen non-storage material has an oxygen storage capacity of 100 μmol-O 2 /g-cat or less. 제 1 항에서,
상기 제1 촉매층은 2μm 이상 20μm 이하의 두께를 갖는 배기가스 정화장치.In claim 1,
The first catalyst layer has a thickness of 2 μm or more and 20 μm or less. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 2 항에서,
상기 제1 촉매층의 백금족 원소가 0.01 내지 1.0g/L 로 이루어지는 배기가스 정화장치.In paragraph 2,
An exhaust gas purifying device comprising 0.01 to 1.0 g/L of a platinum group element in the first catalyst layer. 제 9 항에서,
상기 제1 촉매층의 Rh는 0.01 내지 0.5g/L 로 이루어지는 배기가스 정화장치.In paragraph 9,
Rh of the first catalyst layer is an exhaust gas purifier consisting of 0.01 to 0.5 g / L. 제 9 항에서,
상기 제1 촉매층의 Pt는 0.03 내지 1.0g/L 로 이루어지는 배기가스 정화장치.In paragraph 9,
Pt of the first catalyst layer is an exhaust gas purifier consisting of 0.03 to 1.0 g / L. 제 9 항에서,
상기 제1 촉매층의 Pd는 0.03 내지 1.0g/L 로 이루어지는 배기가스 정화장치.In paragraph 9,
Pd of the first catalyst layer is an exhaust gas purification device consisting of 0.03 to 1.0g / L. 제 9 항에서,
상기 제1 촉매층의 Rh-Pt 는 0.3 내지 1.0g/L 로 이루어지고, 그 혼합 비율은 1:5 내지 5:1 로 이루어지는 배기가스 정화장치.In paragraph 9,
Rh-Pt of the first catalyst layer is made of 0.3 to 1.0 g / L, and the mixing ratio is made of 1:5 to 5:1 exhaust gas purifier. 제 1 항에서,
상기 삼원촉매는,
상기 코디얼라이트(cordierite) 담체와 상기 제3 촉매층 사이에,
HC 를 트랩(Trap) 할 수 있는 제올라이트(zeolite) 기반 촉매를 더 포함하는 배기가스 정화장치.In claim 1,
The three-way catalyst,
Between the cordierite carrier and the third catalyst layer,
An exhaust gas purifier further comprising a zeolite-based catalyst capable of trapping HC. 제 14 항에서,
상기 제올라이트 기반 촉매는 제올라이트가 20 내지 100g/L 로 이루어지는 배기가스 정화장치.In paragraph 14,
The zeolite-based catalyst is an exhaust gas purifier consisting of 20 to 100 g / L of zeolite. 엔진의 배기가스를 정화시키도록 구비되는 배기가스 정화장치에 있어서,
상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 통과하는 배기라인에 배치되며, 상기 배기가스에 포함된 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물을 포함하는 유해물질을 산화-환원 반응에 의해 무해한 성분으로 변화시키는 삼원촉매(three way catalyst, TWC),
상기 삼원촉매에 저장되는 산소 저장 용량(oxygen storage capacity, OSC)를 측정하는 산소센서, 및
연료차단(Fuel cut) 조건이 만족하는 경우, 연료차단을 시작하도록 제어하고, 상기 삼원촉매의 측정된 OSC를 이용해서 상기 연료차단의 종료 여부를 결정하는 제어부를 포함하고,
상기 삼원촉매는 코디얼라이트(cordierite) 담체 상에 제1 촉매층 및 제2 촉매층이 상부로부터 적층되어 있고,
상기 제1 촉매층은 백금족 원소(Platinum Group Metals; PGM)를 산소 비저장(OSC-less) 물질에 담지하여 이루어진 물질로 형성되고,
상기 제2 촉매층은 Pd를 알루미나 기반 산화물에 담지하여 이루어진 물질로 형성되거나, Pd를 알루미나 기반 산화물에 담지하여 이루어진 물질과 Rh를 산소 저장 물질에 담지하여 이루어지는 물질의 혼합에 의해 형성되고,
상기 제1 촉매층은 상기 제2 촉매층 상에 와시코팅되어 이루어지고,
상기 와시코팅은 코팅성 개선을 위해 보에마이트 또는 수산화바륨 중 하나를 이용하여 이루어지며,
상기 와시코팅 양은 10 내지 40g/L 로 이루어지는 배기가스 정화장치.An exhaust gas purifying device provided to purify exhaust gas of an engine,
It is disposed in the exhaust line through which the exhaust gas discharged from the engine passes, and converts harmful substances including carbon monoxide, hydrocarbons, and nitrogen oxides contained in the exhaust gas into harmless components through an oxidation-reduction reaction. catalyst, TWC),
An oxygen sensor for measuring oxygen storage capacity (OSC) stored in the three-way catalyst, and
When a fuel cut condition is satisfied, a control unit controls to start fuel cut and determines whether to end the fuel cut using the measured OSC of the three-way catalyst;
The three-way catalyst has a first catalyst layer and a second catalyst layer stacked from above on a cordierite carrier,
The first catalyst layer is formed of a material formed by supporting platinum group metals (PGM) on an oxygen non-storage (OSC-less) material,
The second catalyst layer is formed of a material formed by supporting Pd on an alumina-based oxide or by mixing a material formed by supporting Pd on an alumina-based oxide and a material formed by supporting Rh on an oxygen storage material,
The first catalyst layer is wash-coated on the second catalyst layer,
The wash coating is performed using either boehmite or barium hydroxide to improve coating properties,
The exhaust gas purifying device wherein the amount of the washi coating is 10 to 40 g/L. 제 16 항에서,
상기 제1 촉매층의 백금족 원소는 Rh, Pd, Pt, Rh-Pt 중 어느 하나인 배기가스 정화장치.In paragraph 16,
The platinum group element of the first catalyst layer is any one of Rh, Pd, Pt, and Rh-Pt exhaust gas purifier. 제 16 항에서,
상기 산소 비저장 물질은 ZrO2, Al2O3, SiO2, La2O3, Y2O3, 페로브스카이트, 스피넬(spinel) 복합 산화물 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 구성된 물질인 배기가스 정화장치.In paragraph 16,
The oxygen non-storage material is an exhaust material composed of any one or a combination of ZrO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , perovskite, and spinel composite oxide. gas purifier. 제 16 항에서,
상기 산소 비저장 물질은 산소저장 용량이 100μmol-O2/g-cat 이하인 배기가스 정화장치.In paragraph 16,
The oxygen non-storage material has an oxygen storage capacity of 100 μmol-O 2 /g-cat or less. 제 16 항에서,
상기 제1 촉매층은 20μm 이상 100μm 이하의 두께를 갖는 배기가스 정화장치.In paragraph 16,
The first catalyst layer has a thickness of 20 μm or more and 100 μm or less.
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